Устройство для выпуска газов из турбомашины



 

Устройство для выпуска газов из турбомашины выполнено с кольцевым диффузором, содержащим осевую и радиальные части, образованные соответственно внутренней и наружной стенками. Наружная стенка радиальной части выполнена в виде дуги окружности. Отношение радиуса R дуги окружности к ширине Н кольцевого зазора на выходе из осевой части диффузора равно 0,4-1,1, a H/R<1, где Н - разность между величинами ширины кольцевых зазоров на выходах радиальной и осевой части диффузора. Отношение площадей входного и выходного сечений осевой части диффузора находится в интервале 1,5-2,0. Такое выполнение устройства для выпуска газов из турбомашины приводит к уменьшению потерь. 2 ил.

Изобретение относится к области турбостроения и предназначено для использования в установках промышленного назначения.

Известна конструкция выхлопной системы судовой газотурбинной установки с устройством для выпуска газов из турбомашины с диффузором, имеющим наружный и внутренний обтекатели (1).

Однако из-за больших потерь полного давления выхлопных газов устройство имеет низкий коэффициент полезного действия.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для выпуска газов из турбомашины с кольцевым диффузором, содержащим осевую и радиальную части, образованные соответственно наружной и внутренней стенками, при этом наружная стенка радиальной части выполнена в виде дуги окружности (2).

Недостатком известного устройства является низкий КПД за счет больших потерь полного давления выхлопных газов.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении КПД устройства за счет снижения потерь полного давления выхлопных газов турбомашины.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для выпуска газов из турбомашины с кольцевым диффузором, содержащем осевую и радиальную части, образованные соответственно наружной и внутренней стенками, при этом наружная стенка радиальной части выполнена в виде дуги окружности, согласно изобретению, при этом отношения радиуса R дуги окружности образующей наружного обтекателя к ширине H кольцевого зазора на выходе из осевой части диффузора равно 0,4 - 1,1, а H/R < 1, где H - разность между величинами ширины кольцевых зазоров на выходах радиальной и осевой частей диффузора, причем соотношение площадей входного (S1) и выходного (S2) сечений осевой части диффузора находится в интервале 1,5 - 2,0.

В заявляемом устройстве образующая наружного обтекателя выполнена в форме дуги окружности, отношение величины радиуса (R) которой к ширине (H) кольцевого зазора на выходе осевой части диффузора находится в интервале 0,4 - 1,1. В этом случае имеет место безотрывное течение газов на выходе из диффузора и минимальные потери полного давления. За границами заявляемого интервала происходит резкое увеличение потерь полного давления в выхлопной системе. По той же причине разность между величинами ширины кольцевых зазоров на выходах радиальной и осевой частей диффузора ( H), т.е. высота образующей обтекателя, не должна превышать радиус дуги окружности образующей наружного обтекателя (R).

Выбор отношения площадей входного (S1) и выходного (S2) сечений осевой части диффузора в интервале 1,5 - 2,0 обеспечивает эквивалентный угол диффузорности, не превышающий 16 - 18o (3), а также необходимую длину осевой части диффузора. Если отношение S1/S2 и эквивалентный угол не укладываются в соответствующие интервалы, то невозможно обеспечить необходимую осевую длину диффузора, наблюдается отрыв потока воздуха от стенок диффузора, что приводит к увеличению потерь полного давления.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами.

На фиг. 1 показан частичный разрез заявляемого устройства, на фиг. 2 - поперечный разрез по сечению А-А.

Устройство содержит кольцевой диффузор 1, содержащий осевую часть, образованную внутренней 2 и наружной 3 стенками, переднюю стенку 4, улитку 5, которая образована передней 4, боковой 5 и задней 7 стенками. Радиальная часть устройства выполнена в виде внутреннего 2 и наружного 8 обтекателей. Образующая наружного обтекателя 8 имеет форму дуги окружности с радиусом R и высотой H. Кольцевой зазор 9 на выходе осевой части диффузора 1 обозначен H. Выход осевой части диффузора 1 с площадью сечения S1 соединен с входной частью стоек 10 турбины. Выход радиальной части диффузора 1 с площадью S2 скреплен с кольцевым наружным обтекателем 8.

При работе выхлопной системы газотурбинной установки газ, выходящий из стоек 10 турбины, поступает в диффузор 1, проходит через осевую часть, снижая скорость потока, и поступает в улитку 5. Выходящий из осевой части диффузора 1 газ, благодаря известному из аэродинамики эффекту Коанда (4), течет вдоль стенки наружного обтекателя 8 и обеспечивает безотрывность потока вдоль наружной стенки диффузора по всему его сечению. В улитке 5 поток разворачивается на 90o в сторону выхлопа. Благодаря такому характеру течения потока потери в выхлопной системе минимальны.

Источники информации: 1. Машунин Э.А. Газовые турбины: проблемы и перспективы. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 106, рис. 4.1.

2. SU 436163A, F 01 D 25/30, 1974.

3. Дейч М. Е. , Зарянкин А.Е. Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин. - М.: Энергия, 1970, с. 109.

4. Соколова И.Н. Исследование сверхзвукового течения Коанда. Ученые записки ЦАГИ. - 1985 N 2, с. 108.

Формула изобретения

Устройство для выпуска газов из турбомашины с кольцевым диффузором, содержащим осевую и радиальные части, образованные соответственно внутренней и наружной стенками, при этом наружная стенка радиальной части выполнена в виде дуги окружности, отличающееся тем, что отношение радиуса R дуги окружности к ширине H кольцевого зазора на выходе из осевой части диффузора равно 0,4 - 1,1, а H/R < 1, где H - разность между величинами ширины кольцевых зазоров на выходах радиальной и осевой части диффузора, причем отношение площадей входного и выходного сечений осевой части диффузора находится в интервале 1,5 - 2,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

QZ4A Государственная регистрация изменений в зарегистрированный договор

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 25.09.2000 № 11252

Вид договора: лицензионный

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" (RU)

Лицо, которому предоставлено право использования: Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" (RU)

Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор: 29.08.2011 РД0086143

Изменения:Исключение патентов на изобретения 2098649, 2087768, 2106508.

Дата публикации: 27.10.2011



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству направляющих лопаток осевого вентилятора, предназначенного для преобразования вращательной составляющей скорости газового потока после прохождения его через крыльчатку, преимущественно, в осевую скорость, при этом устройство включает в себя обечайку направляющих лопаток, размещенных по потоку вентилятора и с промежутками относительно друг друга

Изобретение относится к двигателестроению, а именно, к конструкции статора компрессора высокого давления с системой активного регулирования радиальных зазоров между ротором и статором

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в газотурбинных авиационных двигателях

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а точнее к корпусам осевого компрессора ГТД, с отбором воздуха от компрессора для использования его в системе кондиционирования, системе антиобледенения, охлаждения корпуса турбины и т.п

Изобретение относится к паровым турбинам с отбором пара из проточной части на теплофикационные или технологические нужды и может быть использовано в цилиндре с камерой отбора

Изобретение относится к выхлопным трактам газоперекачивающих агрегатов и электростанций

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при конструировании и модернизации выхлопных патрубков паровых турбин

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при конструировании и модернизации выхлопных патрубков паровых турбин

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению и испытательным станциям авиационных двигателей, а конкретно к диффузорным устройствам

Изобретение относится к области авиации, в частности конструкции выходных устройств газотурбинных двигателей (ГТД), но может быть использовано в любых конструкциях, работающих в горячих средах

Изобретение относится к выпускной системе для выхлопных газов газовых турбин или подобных установок, в которой один конец выпускной трубы соединен с газовой турбиной, а другой с теплообменником или подобным устройством, а отводная труба, расположенная поперек выпускной трубы, соединена с названной выпускной трубой, при этом клапан установлен рядом с местом присоединения отводной трубы к выпускной трубе и выполнен с возможностью поворота относительно поворотной оси, расположенной ниже по потоку, между первым положением, в котором закрывает конец отводной трубы, соединяющий ее с выпускной трубой, и вторым положением, в котором клапан закрывает выпускную трубу ниже по потоку от места соединения отводной трубы с выпускной трубой, при этом предусмотрена по крайней мере одна криволинейная направляющая лопатка, которая во втором положении клапана расположена выше по потоку от клапана, по крайней мере частично находится внутри выпускной трубы и простирается вниз по потоку от верхней кромки в направлении отводной трубы, благодаря этому направляющую лопатку можно установить в любом положении вплоть до положения внутри отводной трубы

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании или реконструкции выхлопных частей паровых турбин с целью повышения экономичности и надежности путем обеспечения требуемого по критериям эрозионной надежности расхода влажного пара из проточной части последней ступени паровой турбины во влагоулавливающую камеру при безотрывном обтекании внутренней и наружной обечаек выхлопного диффузора

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано при конструировании проточных частей низкого давления паровых турбин

Изобретение относится к узлу для выхлопного патрубка лопастной машины, в частности паровой турбины, и расположенному в выхлопном патрубке подшипнику лопастной машины
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-03-24T19:14:02
Наверх